Моя новая задумка — модернизация корпуса экструдера. Захотелось мне качественно продумать корпус печатной головки и адаптировать его к маленьким центробежным вентиляторам. Изначально были установлены обычные осевые вентиляторы. Демонтировал печатный узел из принтера для снятия размеров. Вот так выглядит исходный вариант.
Вот такие вентиляторы буду использовать в новой конструкции. Винты необходимо немного укоротить на 4-5 мм. Будут не такие острые и не будут мешать.
Разобрал корпус. Осталась голая механика. Вся оснастка будет разработана с нуля.
Разработка макетных 3D моделей.
Для точного построения и максимальной совместимости новых деталей начну построение полностью всех комплектующих. Начну с переднего основного кронштейна. Не буду сильно углубляться в чертежи поскольку будет очень много деталей и количество фотографий зашкалит. Покажу только конечные модели после построения.
Модель шагового двигателя цельная. Нет вращающихся частей. Это только макет для понимания точных габаритов и крепежных отверстий.
По мере появления новых деталей буду сразу добавлять их в сборку. Собираю кронштейн и двигатель.
Следующая деталь, это кронштейн подающего устройства для филамента.
Устанавливаю кронштейн в сборку.
Далее создаю рычаг прижимного устройства.
После этого устанавливаю рычаг в сборку.
Следующая деталь, это зубчатое колесо подачи филамента.
Устанавливаю колесо в сборке на вал шагового двигателя.
После этого создаю деталь прижимного ролика.
Затем устанавливаю прижимной ролик в сборку на рычаге прижимного устройства.
Зубчатый ремень фиксируется на печатной головке двумя металлическими прижимами с резьбой в отверстиях. Зажимы я сделал также условными. Резьба при моделировании мне не понадобится.
Устанавливаю зажимы в сборку на передний кронштейн.
Следующая деталь, это сопло экструдера.
Затем устанавливаю сопло в сборку.
Очередная деталь, радиатор охлаждения хотэнда. По факту это две тарелочки из алюминиевого сплава.
Устанавливаю радиатор в сборку.
Следующая деталь, это блок нагрева сопла.
Устанавливаю блок нагрева в сборку.
Затем создаю деталь кронштейна, через который вся печатная головка крепится к линейному подшипнику рельсовой направляющей.
Устанавливаю кронштейн в сборку.
Пришла очередь к заднему кронштейну. От похож на передний но нужна только верхняя часть с крепежными отверстиями.
После этого устанавливаю задний кронштейн в сборку.
На этом стандартные макетные детали закончены. Дальше буду разрабатывать детали новой конструкции корпуса печатной головки.
Разработка новых 3D моделей.
Новый корпус экструдера будет совмещать в себе следующие качества:
- Надежное крепление к кронштейну с закладными гайками.
- Плоскость и отверстия для крепления центробежных вентиляторов.
- Прочный корпус с ребрами жесткости.
- Отверстия для проводки от вентиляторов, нагревателя и термодатчика.
Устанавливаю корпус в сборку.
Модель вентилятора также является условной. В нем нет вращающихся частей. Модель служит только для понимания габаритов, расположения крепежных отверстий и визуального восприятия.
Устанавливаю два вентилятора в сборку. Один будет охлаждать радиатор хотэнда, а второй обдувать печатаемую модель. В новой концепции будет достаточно два вентилятора вместо трех.
Теперь приступаю к изготовлению модели воздуховода. Эта деталь будет нести в себе несколько технологических задач:
- Направлять поток воздуха левого вентилятора на радиатор хотэнда.
- Направлять поток воздуха правого вентилятора в сопло обдува детали.
- Пропускать провода от нагревателя и термодатчика.
После этого устанавливаю воздуховод в сборку. Примеряю совпадение воздушных окон и их прилегание к вентиляторам. Проверяю совпадение окна для проводки. Крепежных отверстий в воздуховоде не предусмотрено. Корпус и воздуховод будут склеиваться в одну деталь.
Следующая деталь, это сопло обдува печатаемой детали. Оно будет направлять поток воздуха из воздуховода непосредственно в точку печати. В виду некоторой замысловатости направления воздуховода пришлось построить его трехмерным эскизом с последующим «зашиванием» поверхностей.
Далее устанавливаю сопло обдува в сборку.
Следующая деталь, это передняя часть корпуса. Она также является некой крышкой. Справа предусмотрен вырез под ручку рычага прижима филамента. Крепежные отверстия сквозные. Винты проходят сквозь крышку, передний кронштейн, корпус печатной головки и завинчиваются в закладные гайки М3.
Устанавливаю крышку в сборку.
Следующая деталь, это перегородка между передним и задним кронштейнами. Она нужна для разделения зубчатых ремней и коммутационной коробочки, в которой соединяются все электрические разъемы идущие от печатной головки к блоку управления принтером.
Устанавливаю перегородку в сборку.
Последняя модель, это акриловая прозрачная пластина толщиной 4 мм. В простонародье называемая «оргстекло». Будет закрывать спереди механизм подачи филамента.
Устанавливаю стекло в сборку. Во-первых, будет четко видно работу механизма. Можно будет визуально следить за подачей филамента. Во-вторых, будет легче менять филамент. Попадать нитью в сопло будет значительно проще при визуальном контакте.
Подготовка и печать 3D моделей.
Загружаю по очереди все 5 моделей в слайсер для нарезки на слои. Все модели будут печататься с одинаковыми настройками за исключением одной. Передняя крышка будет с поддержками, для нормальной печати выреза для рычага прижима филамента, все остальные без поддержек.
Корпус печатной головки.
Воздуховод.
Сопло обдува печатаемой модели.
Передняя крышка.
Перегородка.
Сборка всех деталей.
После печати получил на выходе следующие детали:
Корпус печатной головки.
Воздуховод.
Сопло обдува печатаемой детали.
Склеиваю между собой три детали: корпус, воздуховод и сопло обдува. Для склейки использовал клей марки «88». Он имеет некоторую эластичность и позволяет не спеша настроить сопряжение деталей поскольку сохнет не быстро. Также он имеет резиноподобную консистенцию и выступает в роли некого герметика для склеиваемых швов.
На фото ниже видно, что я начал устанавливать в корпус закладные гайки М3 (правое верхнее крепежное отверстие). Гайка заходит плотно без лишних усилий и надежно фиксируется.
Передняя крышка.
Старая и новая перегородка. Как видно на фото, старая перегородка пришла в негодность. Были очень тонкие стенки и усиливающие косынки. Хотя место установки позволяло сделать более мощную деталь. Я сделал усиленную.
Следующий шаг — я изготовил стекло из акрила. Зашлифовал кромки наждачной бумагой зернистостью примерно 80-100. Также просверлил крепежные отверстия под винты М3.
Установил стекло на печатную головку.
На этом сборку печатного модуля можно считать законченной.
На фото ниже видно воздуховоды в полупрозрачном пластике. Левый вентилятор через воздуховод обдувает тарелочку-радиатор хотэнда. Правый вентилятор через воздуховод и сопло дует в зону печати.
Далее установил печатную головку на направляющую принтера.
Присоединяю перегородку к заднему кронштейну на два винта.
Устанавливаю кронштейн на печатную головку.
Соединяю все коннекторы.
Затем натягиваю зубчатый ремень и закрываю крышку коммутационной коробочки. Хотя ремень удобнее было бы натягивать сразу после установки печатного модуля на линейный подшипник.
Сборка завершена. Проводил тестовые включения. Всё греет, вращается и дует как положено. Вентиляторы пока работают очень тихо, а дальше посмотрим. В любом случае их будет не сложно заменить.
Как всегда, при любой модернизации, не обходится без лишних деталей. Но как-то уж больно много их получилось.
Модернизация корпуса экструдера завершена. Буду испытывать его на следующих проектах, но я уже и так уверен, что всё будет отлично.
Параметры печати:
| Суммарный вес готовых деталей (грамм) | 50,23 |
| Время печати (часов:минут) | 4:09 |
| Длина пластикового прутка (мм) | 16988 |
| Температура сопла (градусов С) | 215 |
| Температура стола (градусов С) | 50 |
| Тип пластика | PLA |
| Диаметр сопла (мм) | 0,4 |
| Разрешение печати (микрон) | 200 |
| Заполнение (процентов) | 100 |